Eine Anleitung zur Java Math Class

1. Einleitung

In diesem Tutorial beschreiben wir die Math- Klasse, die hilfreiche statische Methoden zum Ausführen numerischer Operationen wie Exponential, Logarithmus usw. bietet.

2. Grundlegende mathematische Funktionen

Die ersten Methoden, die wir behandeln werden, sind die grundlegenden mathematischen Funktionen wie der Absolutwert, die Quadratwurzel, das Maximum oder das Minimum zwischen zwei Werten.

2.1. Abs()

Die abs () -Methode gibt den absoluten Wert eines bestimmten Werts zurück:

Math.abs(-5); // returns 5

Ebenso akzeptiert abs () von anderen, die wir als nächstes sehen werden, als Parameter int, long, float oder double und gibt den relativen zurück.

2.2. pow ()

Berechnet den Wert des ersten Arguments und gibt ihn an die Potenz des zweiten zurück:

Math.pow(5,2); // returns 25

Wir diskutieren diese Methode hier ausführlicher.

2.3. sqrt ()

Gibt die gerundete positive Quadratwurzel eines Doppelwerts zurück :

Math.sqrt(25); // returns 5

Wenn das Argument NaN oder kleiner als Null ist, ist das Ergebnis NaN.

2.4. cbrt ()

In ähnlicher Weise gibt cbrt () die Kubikwurzel eines Double zurück :

Math.cbrt(125); // returns 5

2.5. max ()

Wie der Name der Methode andeutet, wird das Maximum zwischen zwei Werten zurückgegeben:

Math.max(5,10); // returns 10

Auch hier akzeptiert die Methode int, long, float oder double .

2.6. Mindest()

Auf die gleiche Weise gibt min () das Minimum zwischen zwei Werten zurück:

Math.min(5,10); // returns 5

2.7. zufällig()

Gibt ein pseudozufälliges Doppel zurück, das größer oder gleich 0,0 und kleiner als 1,0 ist:

double random = Math.random()

Zu diesem Zweck erstellt die Methode beim ersten Aufruf eine einzelne Instanz des Zahlengenerators java.util.Random () .

Danach wird für alle Aufrufe dieser Methode dieselbe Instanz verwendet. Beachten Sie, dass die Methode synchronisiert ist und daher von mehr als einem Thread verwendet werden kann.

Weitere Beispiele zum Generieren eines Zufalls finden Sie in diesem Artikel.

2.8. signum ()

Ist nützlich, wenn wir das Vorzeichen des Wertes kennen müssen:

Math.signum(-5) // returns -1

Diese Methode gibt 1.0 zurück, wenn das Argument größer als Null ist, oder andernfalls -1,0. Wenn das Argument null positiv oder null negativ ist, ist das Ergebnis dasselbe wie das Argument.

The input can be a float or a double.

2.9. copySign()

Accepts two parameters and returns the first argument with the sign of the second argument:

Math.copySign(5,-1); // returns -5

Arguments can also be float or double.

3. Exponential and Logarithmic Functions

In addition to the basic math functions, the Math class contains methods to solve exponential and logarithmic functions.

3.1. exp()

The exp() method receives a double argument and returns Euler's number raised to the power of the argument (ex):

Math.exp(1); // returns 2.718281828459045

3.2. expm1()

Similar to the above method, expm1() computes the Euler's number raised to the power of the argument received, but it adds -1 (ex -1):

Math.expm1(1); // returns 1.718281828459045

3.3. log()

Returns the natural logarithm of a double value:

Math.log(Math.E); // returns 1

3.4. log10()

It returns the logarithm in base 10 of the argument:

Math.log10(10); // returns 1

3.5. log1p()

Likewise the log(), but it adds 1 to the argument ln(1 + x):

Math.log1p(Math.E); // returns 1.3132616875182228

4. Trigonometric Functions

When we have to work with geometric formulas, we always need trigonometric functions; the Math class provides these for us.

4.1. sin()

Receives a single, double argument that represents an angle (in radians) and returns the trigonometric sine:

Math.sin(Math.PI/2); // returns 1

4.2. cos()

In the same way, cos() returns the trigonometric cosine of an angle (in radians):

Math.cos(0); // returns 1

4.3. tan()

Returns the trigonometric tangent of an angle (in radians):

Math.tan(Math.PI/4); // returns 1

4.4. sinh(), cosh(), tanh()

They return respectively the hyperbolic sine, hyperbolic cosine and hyperbolic tangent of a double value:

Math.sinh(Math.PI); Math.cosh(Math.PI); Math.tanh(Math.PI);

4.5. asin()

Returns the arc sine of the argument received:

Math.asin(1); // returns pi/2

The result is an angle in the range –pi/2 to pi/2.

4.6. acos()

Returns the arc cosine of the argument received:

Math.acos(0); // returns pi/2

The result is an angle in the range 0 to pi.

4.7. atan()

Returns the arc tangent of the argument received:

Math.atan(1); // returns pi/4

The result is an angle in the range –pi/2 to pi/2.

4.8. atan2()

Finally, atan2() receives the ordinate coordinate y and the abscissa coordinate x, and returns the angle ϑ from the conversion of rectangular coordinates (x,y) to polar coordinates (r, ϑ):

Math.atan2(1,1); // returns pi/4

4.9. toDegrees()

This method is useful when we need to convert radians to degrees:

Math.toDegrees(Math.PI); // returns 180

4.10. toRadians()

On the other hand toRadians() is useful to do the opposite conversion:

Math.toRadians(180); // returns pi

Remember that most of the methods we have seen in this section accept the argument in radians, thus, when we have an angle in degrees, this method should be used before using a trigonometric method.

For more examples, have a look in here.

5. Rounding and Other Functions

Finally, let's have a look at rounding methods.

5.1. ceil()

ceil() is helpful when we have to round an integer to the smallest double value that is greater than or equal to the argument:

Math.ceil(Math.PI); // returns 4

In this article, we use this method to round up a number to the nearest hundred.

5.2. floor()

To round a number to the largest double that is less than or equal to the argument we should use floor():

Math.floor(Math.PI); // returns 3

5.3. getExponent()

Returns an unbiased exponent of the argument.

The argument can be a double or a float:

Math.getExponent(333.3); // returns 8 Math.getExponent(222.2f); // returns 7

5.4. IEEEreminder()

Computes the division between the first (dividend) and the second (divisor) argument and returns the remainder as prescribed by the IEEE 754 standard:

Math.IEEEremainder(5,2); // returns 1

5.5. nextAfter()

This method is useful when we need to know the neighboring of a double or a float value:

Math.nextAfter(1.95f,1); // returns 1.9499999 Math.nextAfter(1.95f,2); // returns 1.9500002

It accepts two arguments, the first is the value of which you want to know the adjacent number and the second is the direction.

5.6. nextUp()

Likewise the previous method, but this one returns the adjacent value only in the direction of a positive infinity:

Math.nextUp(1.95f); // returns 1.9500002

5.7. rint()

Returns a double that is the closest integer value of the argument:

Math.rint(1.95f); // returns 2.0

5.8. round()

Equally to the above method, but this one returns an int value if the argument is a float and a long value if the argument is a double:

int result = Math.round(1.95f); // returns 2 long result2 = Math.round(1.95) // returns 2

5.9. scalb()

Scalb is an abbreviation for a “scale binary”. This function executes one shift, one conversion and a double multiplication:

Math.scalb(3, 4); // returns 3*2^4

5.10. ulp()

The ulp() method returns the distance from a number to its nearest neighbors:

Math.ulp(1); // returns 1.1920929E-7 Math.ulp(2); // returns 2.3841858E-7 Math.ulp(4); // returns 4.7683716E-7 Math.ulp(8); // returns 9.536743E-7

5.11. hypot()

Returns the square root of the sum of squares of its argument:

Math.hypot(4, 3); // returns 5

The method calculates the square root without intermediate overflow or underflow.

In this article, we use this method to calculate the distance between two points.

6. Java 8 Math Functions

The Math class has been revisited in Java 8 to include new methods to perform the most common arithmetic operations.

We discussed these methods in another article.

7. Constants Fields

In addition to the methods, Math class declares two constant fields:

public static final double E public static final double PI

Which indicate the closer value to the base of the natural logarithms, and the closer value to pi, respectively.

8. Conclusion

In this article, we've described the APIs that Java provides for mathematical operations.

Wie üblich sind alle hier vorgestellten Codefragmente auf GitHub verfügbar.